KONzepte der TEchnik in der PraXIS der Jugendhilfe ... · Sobald wir die Be- ... Stromkreis geschlossen und der ... • Zum Reiben kann man einen Bleistift oder ein anders Stück

Arbeitsheft 2Hotline: 0180 KONTEXIS • E-Mail: [email protected] • Internet: www.kontexis.de

KONzepte der TEchnik in der PraXIS der Jugendhilfe bundesweit verbreiten

Inhalt

2 Der heiße Draht3 Die Murmeljagd4 Die Hui-Maschine5 Die magische Kette

6Der Turm von Hanoi8Der Pyramidenbau9Das Zahlenstechen10 Fährmann, Ziege, Wolf

und Kohl12 Die elektrische Mühle14 Die Raummühle15 Der Flaschenzug16 Service

UNSERE AUTOREN

KONTAKT

Endlich wieder spielen! Und nunauch noch mit Spielen, die man sel-ber schaffen kann!Technisches Spielzeug scheint in un-serer digitalisierten und elektronischvernetzten Welt in Vergessenheit ge-raten zu sein. Auf dem Bildschirm, imComputerspiel wird das Unmöglichewahr – aber keiner weiß mehr, wie‘sfunktioniert. Newtons Gesetz, Hebel-gesetz, kommunizierende Röhren,der Wechsel der Aggregatzustände –wo kann man das noch wirklich erle-ben? Die elementaren Zusammen-hänge, die unsere Welt zusammen-halten, sinnlich begreifbar zu ma-chen – dazu hilft technisches Spiel-zeug.

Technische Spiele selbst gebautWissen, handwerkliches Können, Geduld und Geschick sind gefragt

Die Psychologen sprechen von „hap-tischer Intelligenz“ – also der Fähig-keit, über Berühren, Betasten, Anfas-sen nicht nur Oberflächen, Struktu-ren, Temperaturen und Konsisten-zen, sondern auch grundsätzlichephysikalische Zusammenhänge zuerkennen und spielerisch neue Wel-ten zu erschaffen. Kinder tun das mitjedem Gegenstand, den sie in dieHände kriegen. Uns Erwachsenenaber ist diese Fähigkeit langsam ver-loren gegangen. Sobald wir die Be-stimmung eines Gegenstandes er-kannt haben, verlernen wir es, mitihm zu spielen.Die hier vorgestellten technischenSpiele orientieren sich an traditionel-

len Spielzeugen, zeigen Eigenent-wicklungen zur Nachnutzung und re-gen an, sich die Geschicklichkeits-,Knobel- oder Logikspiele selbst zufertigen. Manches gelingt sicherlichschnell, anderes erfordert etwas Ge-duld, handwerkliches Können undGeschick. Die Anleitungen zumSelbstbau von technischen Spielensollen helfen und anregen, sie kön-nen natürlich auch abgeändert undmit eigenen Ideen verbessert wer-den.Sich selbst zu versuchen, Spaß amEigenbau und am Spiel mit Freundenzu finden ist Sinn dieser Arbeitshilfe.

Viel Freude!

Manfred Bisanz ist Leiterder Lern Werkstatt Technikim Technischen Jugendfrei-zeit- und Bildungsverein(tjfbv) in Berlin.

Fabio Wittig istAuszubildender im tjfbv.

Tel. (030) 979 91 32 [email protected]

S E I T E 2KON TE XIS Arbeitsheft 2

Spiel 1Spiel 1Spiel 1Spiel 1Spiel 1

DIE MAXI-VARIANTE

• Aus diesem einfachen Prinziplässt sich auch eine Maxi-Varianteentwickeln, die vor allem aufKinderfesten gut ankommt.

• Als gebogener „Draht“ werdenKupferrohre aus dem Heizungs-bau verwendet.

• Als Stromquelle dient eineAutobatterie, die Klingel wirddurch eine Autohupe ersetzt.

• Zur Stabilisierung ist je nachLänge (bis 5 m) zwischen „Start“und „Ziel“ ein Brett eingebaut.

• Die Autobatterie mit Hupe wird ineinen Kasten eingebaut, der inder Mitte des Spiels als Auflagefür das Stabilisierungsbrett dient.

• Die beiden Rohrenden werden inSonnenschirmständer (gefüllt mitWasser oder Sand) geschoben, sodass das Spiel stabil steht.

• Auch die Führungsstange bestehtaus Heizungsrohr, das an einemEnde gebogen und am anderenEnde isoliert ist.

Eine Drahtschleife soll möglichstschnell um den gebogenen Drahtgeführt werden, so dass beideTeile sich nicht berühren. Kommtes doch zur Berührung, wird einStromkreis geschlossen und derFehler wird durch ein Klingelzei-chen angezeigt. Nach dem Prinzipdes einfachen Stromkreises istdieses Spiel schnell nachzubauenund kann recht unterschiedlicheDimensionen annehmen.

Der heiße Draht

MATERIAL

Grundplatte aus Holz

Draht (4 mm, Kupfer oderAluminium)

1 Flachbatterie

Klingeldraht

1 Klingel

Rundholz (z.B. Feilenheft)

die aufwändigere Variante zusehen, bei der zur Aufnahme derelektrischen Teile ein Holzkastengebaut wurde.

• Unter dem Brett wird die Klingelangeschraubt. Die Batterie kannmit Gummiband an 4 Holz-schrauben befestigt werden.

• Für den Griff kann ein Feilenheft(oder eine Faserschreiberhülle)verwendet werden.Der Griff wird durchbohrt (2 mm)und ein 2-mm-Kupferdraht in denGriff geschoben. An einem Endewird eine Öse gebogen, wie imFoto ersichtlich, an das andereEnde wird Klingeldraht angelötet.

• Nach dem Prinzip des einfachenStromkreises wird der Griff mitder Batterie, der Klingel undeinem Ende des 4-mm-Drahtesverbunden (siehe Schaltplan).

DIE MINI-VARIANTE

• Zuschneiden einer Grundplatte inbeliebiger Größe

• Biegen des 4 mm starkenDrahtes (Form nach eigenenGestaltungswünschen,z.B. als Welle, Umriss einesTieres, Raumschiff …)

• Der Draht wird im Grundbrettbefestigt. Dazu werden zweiBohrungen so an den Enden desBrettes angebracht, dass derDraht straff durchgeschobenwerden kann.

• In der vereinfachten Variantewerden nun rechts und links amGrundbrett Holzklötze als Füßeangeklebt, so dass unter demBrett Platz für die Batterie und dieKlingel bleibt. Auf dem Foto ist

S E I T E 3 KON TE XIS Arbeitsheft 2


MATERIAL

BAUANLEITUNG

1. Sperrholzplatte zuschneiden

2. Einteilen des Lochrasters

3. Ausbohren der Löcher(Lochkreissäge, Forstnerbohreroder Laubsäge)

4. Verputzen der Sperrholzplatte(Schleifpapier)

5. Aufkleben des Stoffes auf derUnterseite der Platte (Kaltleim)

6. Rahmenhölzer zuschneiden

7. Rahmen mit der Platteverbinden

8. Kleben und von untenverschrauben

9. Zuschneiden der Holzdreieckezur Fußverstärkung(10 cm breit)

10. Durchbohren der 4 Holz-dreiecke (mittig) mit einemForstnerbohrer ∅ 22 mm(Durchmesser des Besenstiels)

11. Kleben der Dreiecke an die4 Ecken – unter das Spiel

12. Zuschneiden und Montage der4 Füße (Besenstiel) in derLänge von 150 mm

Die SpielideeVor Beginn des Spiels erhält jederder zwei Mitspieler drei Murmeln un-terschiedlicher Farbe. Diese werdenin die beiden äußeren, sich gegenü-berstehenden Lochreihen gelegt.Nun schlagen die Spieler abwech-selnd von unten gegen die Stoff-bespannung, so dass eine der eige-nen Murmeln in Richtung der Löcherdes Mitspielers springt. Trifft sie einLoch, in dem sich eine oder mehrereMurmeln des Mitspielers befinden,werden diese aus dem Spiel genom-men. Überspringt eine Kugel denLeistenrand, wird sie ebenfalls ausdem Spiel genommen. Gewonnenhat der Spieler, der alle gegnerischenMurmeln „gefangen“ hat. WeitereSpielvarianten sind möglich.

Die Murmeljagd

Sperrholzplatte(300 x 300 x 7 mm)

fester, derber Stoff ingleicher Größe

Rahmenhölzer(Gesamtlänge 1 200 mm)

vier Füße aus Winkeleisen,Alurohr oder Holz

Murmeln in 2 Farben miteinem Durchmesser vonetwa 15 mm



Ein Propeller soll sich drehen –aber wie? Pusten ist nahe liegend,funktioniert aber schlecht, weilder Propeller gerade Blätter hat.Man kann es aber durch ge-schicktes Streichen mit demHölzchen über die Einkerbungenschaffen – ein unterhaltsamesRätselspiel für Freunde auf einerParty: Wer kriegt es raus?

Die Hui-Maschine

Holzleiste10 x 10 x 25 mm

Holzstab (Bleistift,Rundstab oder Holzleiste

8 x 8 x 250 mm)

Karton oder Sperrholzfür den Propeller

(3 mm Stärke)

Nagel

MATERIAL

BAUANLEITUNG• Aus Karton oder Sperrholz wird

ein Propeller ausgeschnitten (3mm Stärke).

• Loch in die Mitte einstechen(3 bis 4 mm Durchmesser).

• An einer Kante der Holzleistewerden mit Raspel oder Messer 7cm von einem Ende beginnendetwa 10 Einkerbungen einge-schnitzt (3 mm Tiefe).

• Mit dem Nagel den Propeller mitgenügend Spiel an der Stirnseiteder Holzleiste, an der die Kerbennäher sind, befestigen (eventuellvorbohren).

DER TRICKEr besteht darin, dass ein Finger oderder Daumen der streichenden Handseitlich schräg von oben oder untenmit einem gewissen Druck am Stabentlang gleiten muss.Versucht man, eine Pappe mit ei-nem Bleistift zu drehen, wird jederMensch automatisch den Bleistiftbehutsam drehen, so dass die Pap-pe schließlich „mitgenommen“ wird.Dasselbe passiert hier. Durch das

• Zum Reiben kann man einenBleistift oder ein anders StückRundholz nehmen.

• Hui-Maschinen können auch mitvielen Propellern gebaut undbetrieben werden.

Streichen über die Kerben wirkt eineKraft abwechselnd nach unten undoben, so dass sich der Stab entspre-chend bewegt. Durch den Finger-druck wirkt auch eine Kraft nachlinks und rechts, so dass sich diesebeiden Bewegungen zu einer krei-senden addieren und den Propellerdrehen.



MATERIAL

BAUANLEITUNG

Für eine 70 bis 80 cm lange Kette benötigt man ca. 50 Ringe (z.B. Schlüssel-ringe oder selbst gebogene Drahtringe) und etwas Geduld beim Verbindender Ringe nach dem in der Abbildung beschriebenen Schema:

Die magische Kette

Eine magische Kette wird vorgeführt: Alle Ringe sind fest miteinanderverbunden, sogar doppelt. Das Publikum kann das bestätigen. Aberdann: Abrakadabra, der oberste Ring wird nach unten gezaubert. Erfällt einfach die Kette entlang nach unten. Danach sind wieder alleRinge fest miteinander verbunden. Wie ist das möglich?

50 Schlüsselringe (∅ 35–50 mm) oder Schweißdraht∅ 3 mm zum Biegen derRinge

Zum Überprüfen• in jedem Ring

hängen stets3 weitere Ringe

• Ende sieheSchritt 1

Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3

Schritt 2:Ring 4 in den Ring 3 und Ring 5in 2 und 3 einhängen

Schritt 3:in Ring 4 kommt Ring 6 undRing 7, Ring 5 mit Ring 7verbinden

DAS ZAUBERKUNSTSTÜCK

Bei diesem Phänomen handelt essich um eine optische Täuschung.Die Ringe klappen nacheinanderherunter. Der oberste Ring kippt eineEtage nach unten, danach kippt dernächste wieder einen Ringdurch-messer nach unten und so weiter.Das Auge ist zu langsam, um diesenTrick zu durchschauen, so dass esdie Bewegungen der einzelnen Rin-ge zu einer zusammensetzt und manden Eindruck hat, ein einziger Ringfällt an der Kette entlang nach unten.



Der Turm von Hanoi ist ein klassi-sches Knobelspiel. In seinereinfachsten Form besteht derTurm aus drei Kreisscheiben, dieein Loch haben und auf einenPfosten gesteckt werden. DieForm erinnert an Pagoden. Dassind mehrstöckige Tempeltürmeim Fernen Osten. So ist der Namezu erklären. Er heißt auch derTurm des Brahmanen. Er und eineGeschichte dazu wurden 1883 vonEdouard Lucas erfunden. Er wurdedurch folgende Legende inspiriert:

Der Turm von Hanoi

1 Sperrholzplatte(300 x 150 x 10 mm)

3 Rundhölzer (∅ 8 mm, je100 mm lang)

Sperrholz für die Scheiben(10 x 180 x 180)

Holzleim, Schleifpapier

MATERIAL

DIE AUFGABENSTELLUNG

Man muss einen Turm von dem ei-nen Pfosten zum anderen bringen,wobei es nur zwei Regeln gibt:

A) Eine Scheibe darf nur einmalbewegt werden!

B) Eine Scheibe darf nur auf einegrößere gestellt werden!

In einem Hindutempel lag einPuzzle, welches aus 64 Gold-platten bestand. Die jungenPriester sollten damit ihre geisti-gen Fähigkeiten fördern. Jede der64 Goldplatten war etwas kleinerals die andere. Die Aufgabe war,diese 64 Goldplatten von einemvon 3 Stäben auf einen andern zulegen. Eine einzige wichtige Regelmusste eingehalten werden: einegrößere Platte durfte nie auf einerkleineren liegen. Die jungenPriester arbeiteten Tag und Nacht.Die Legende erzählt weiter: Wenndie Priester die Aufgabe lösen,wird der Tempel zu Staub zerfallenund die Welt wird verschwinden.18 446 744 073 709 551 615Züge sind nötig, um die Aufgabezu lösen. Wenn die Priester Tagund Nacht arbeiten und in derSekunde einen Zug machen, wirdes ungefähr 580 Billionen Jahredauern, bis die Aufgabe gelöst ist!



BAUANLEITUNG

• Zuschnitt einer Sperrholzplatte.Die Größe der Grundplatte kannselbst festgelegt werden(Empfehlung:300 x 150 x 10 mm).

• Auf der Grundplatte werdendie 3 Bohrungen vermessen,angerissen und mit einemBohrer ∅ 8 mm gebohrt(siehe Zeichnung).

• In die Bohrungen werdendie 100 mm langen Rundhölzer(∅ 8 mm) mit Holzleim einge-klebt.

DIE LÖSUNG

• Der schwierigste Arbeitsgang istdie Anfertigung der Scheiben.Dazu werden mit einem Zirkel aufdem Sperrholz die Maße angeris-sen (Empfehlung:80 mm, 65 mm, 50 mm und35 mm)Die Scheiben können mit einerLaubsäge ausgeschnitten odermit Hilfe einer Schleifscheibegeschliffen werden.Bei der Miniaturvariante könnendie Linoleum-Scheiben mit Hilfeeines Locheisens hergestelltwerden.

• Die Mitte der Scheiben wird miteiner Bohrung ∅ 9 mm verse-hen.

• Alle Holzteile werden mit Schleif-papier geschliffen und evtl.lackiert.

Vorrichtung zurHerstellung derScheiben mit einerSchleifscheibe



Der Pyramidenbau

BAUANLEITUNG

• 20 Kugeln werden zusammenge-klebt.Bei der Verwendung von Holz-kugeln können Schaschlikspießeals Dübel zum Verbinden derKugeln verwendet werden, um dieStabilität zu erhöhen.Dazu werden die Kugel mit einemBohrer ∅ 2 mm angebohrt undder Holzstab mit Holzleimeingeleimt.

• Bei der Verwendung von Plastik-kugeln (Babyrassel, Tischtennis-bälle o.ä.) werden die Kugeln miteinem Kunststoffkleber (z.B.Pattex Plastic) oder mit einemSekundenkleber nach der Vorlagegeklebt.

• Als Unterlage dient eine rutsch-feste Matte (z.B. Teppichfliesen-rest oder Filz).

Ein beliebtes Knobelspiel ist derPyramidenbau. Es schult dasräumliche Vorstellungsvermögensowie die Kombinationsgabe undbereitet dazu noch großesVergnügen.

AUFG ABE

Die Teile 1 bis 4 der Abbildung müs-sen in möglichst kurzer Zeit auf derGrundplatte zu einer Pyramide zu-sammengesetzt werden.

20 Holz- oder Plastikkugeln

Kleber

rutschfeste Unterlage

MATERIAL

LÖSUNG

1 2 3 4



MATERIAL

BAUANLEITUNG

• Als Gehäuse kann eine beliebigeHolzschachtel, ein altes Messge-rät oder wie in unserem Beispieleine große Margarineschachtelverwendet werden (Mindest-größe100 x 100 x 60 mm).Der Deckel wird mit einerSperrholzplatte verstärkt. Diesehat die Größe des Deckels.

• Die obere Metallplatte wirdmit Bohrungen versehen (bei3 Löchern: 8 mm, 6 mm, 3 mm).

• Die Bohrungen werden zumAnreißen der Sperrholzplattegenutzt. Die Sperrholzplatte wirdjeweils 2 mm größer aufgebohrt(10 mm, 8 mm, 5 mm).

• Der Margarinedeckel wird miteinem Cuttermesser bearbeitet(Ausschnitte etwas größer alsdie Bohrungen).

•Montage: Die obere Metallplattemit den 3 Bohrungen wird aufden Deckel geklebt, unter denDeckel wird die Holzplatte unddarauf die zweite Metallplatteaufgeklebt (Klebemittel: Viel-zweckkleber).

• Unter dieser zweiten Metallplat-teist in der Kiste noch Platz für denSummer und die Batterie.

• Auf den Deckel wird die Lampen-fassung aufgeschraubt (s. Abb.).

• In eine Kugelschreiberhüllewird ein 2 mm stabiler Draht(ca. 100 mm Länge) eingeklebt.Davor wird an das Ende desDrahtes ein Stück Klingeldraht(Länge ca. 300 mm) gelötet.Das andere Ende des Drahteserhält ebenfalls einen Stecker.

• In die Kiste wird als Gegenstückzur Aufnahme des Steckers eineTelefonbuchse montiert (sieheAbb.).

• Nach dem Schaltplan werdenabschließend alle Bauteilemiteinander verbunden undverlötet.

• Dazu wird zum Anlöten desDrahtes an die obere Metallplatteeine Bohrung im ∅ von2 mm durch die Holzplatteangebracht.

• Die 3 Bohrungen erhalten durch-nummerierte Zahlen (1 bis 3).

Das Zahlenstechen

Beim Bau dieses Geschicklich-keitsspieles werden Grundkennt-nisse zum einfachen Stromkreis(Sachkundeunterricht Klasse 3)angewandt und handwerklicheFähigkeiten weiterentwickelt.Ist das Werk vollendet, kann dasSpiel beginnen. „Zahlenstechen“ist eine originelle Spielidee, diehöchste Konzentration abverlangtund für Spannung sorgt.

SPIELREGEL

Der stabile Draht wird mit ruhigerHand nacheinander durch die 3 Lö-cher geführt, so dass jedes Mal beimBerühren der unteren Metallplattedie Lampe aufleuchtet. Wird die obe-re Metallplatte berührt, ertönt dieHupe.Wertung: Wenn der Spieler ohne dieBerührung der oberen Platte dieLampe zum Leuchten bringt, erhälter Punkte. Beim Berühren der obe-ren Platte ertönt die Hupe, dann gibtes keine Punkte. Beispiel: ∅ 8 mmwird geschafft: 1 Punkt; ∅ 3 wird ge-schafft: 3 Punkte.Der Spieler mit den meisten Punktenhat gewonnen.

Margarineschachtel

Sperrholz (2 Platten in derGröße des Margarine-schachteldeckels)

2 Stück Blech (Aluminium,Kupfer) in der Größe ca.40 x 80 mm

1 Glühlampe (3,5 V, 0,2 A)mit Fassung E 10

1 Hupe (Klingel)

1 Flachbatterie

Klingeldraht

ca. 100 mm stabilerKupferdraht

Gehäuse eines altenKugelschreibers

Lötzinn



BAUANLEITUNG

Fährmann, Ziege, Wolf und Kohl

Vier Schiebeschalter mit je zwei einpoligen Umschaltern bilden das Herzstückzur Umsetzung der Spielidee. Damit wird eine Logikschaltung aufgebaut.Durch die Kombination der Schalterstellungen gibt es nur zwei logischeEntscheidungsmöglichkeiten: Entweder ist der Stromkreis geschlossen undes fließt Strom oder der Stromkreis ist offen und es fließt kein Strom. DiesesSchalten entspricht dem einfachen Zusammenhang der Digitaltechnik, ein =1 und aus = 0. Mit dieser Logik arbeiten auch Computer.

Es ist die Geschichte vom Fähr-mann, der Ziege, dem Wolf unddem Kohl.Ein Fährmann soll mit seinemBoot eine Ziege, einen Wolf undeinen Kohlkopf über den Flussbringen. Er kann immer nur einenFahrgast befördern. Das ist keineleichte Aufgabe, denn die Fahrgäs-te vertragen sich nicht. Er mussgenau überlegen, in welcherReihenfolge er die Fahrgästeübersetzt. Der Wolf hat immerAppetit auf die Ziege. Der Kohlwird sehr gern von der Ziegegefressen. Bleiben also diefalschen Fahrgäste an einem Ufer,wird immer einer gefressen. Ein„elektrifiziertes“ Spiel hilft,dieses komplizierte Problem zulösen.



MATERIAL

1 Holzbrett ca.160 x 100 x 8 mm mitSchaltplan und Spielan-leitung

4 Schiebeschalter Simetomit zwei Umschaltern(Firma Oppermann,Steyerberg)

35 Reißzwecken mitvermessingten Metallköpfen

1 Widerstand 120 Ωeine rote LED

eine 9-V-Blockbatterie

1 Batterieclip

Schaltdraht 0,5 mmDurchmesser

Isolierschlauch

Lötzinn

Klebstoff

LÖSUNG

Erster Spielzug:Der Fährmann nimmt die Ziege aufseine erste Tour zum anderen Ufermit. Die Schalter Fährmann und Zie-ge werden gleichzeitig nach obengeschoben.

Zweiter Spielzug:Der Fährmann fährt leer zum Uferzurück. Der Schalter Fährmann wirdnach unten zurück geschoben.

Dritter Spielzug:Der Fährmann bringt den Wolf ansandere Ufer. Die Schalter Fährmannund Wolf werden gleichzeitig nachoben geschoben.

Vierter Spielzug:Der Fährmann nimmt auf der Rück-tour die Ziege mit. Die Schalter Fähr-mann und Ziege werden nach untengeschoben.

Fünfter Spielzug:Der Fährmann bringt den Kohl ansandere Ufer. Die Schalter Fährmannund Kohl werden gleichzeitig nachoben geschoben.

Sechster Spielzug:Der Fährmann fährt leer zurück.Dafür wird nur der Schalter Fähr-mann nach unten geschoben.

Siebter Spielzug:Zuletzt bringt der Fährmann nocheinmal die Ziege ans andere Ufer. Dieentsprechenden Schalter werdennach oben geschoben. Nun befindensich alle Schalter oben, ohne dassdie Leuchtdiode auch nur einmal einrotes Signal – das Zeichen für fehler-haften Spielverlauf – gegeben hat.

TIPP AUS DERPRAXIS: Ein kurzesAufblitzen der Leuchtdiodeist darin begründet, dass diebeiden Schalter nichthundertprozentig gleichzeitignach oben oder unten„geschoben“ werden. Das istkein Fehler im Spiel.

Arbeitsschritte:

• Das Schaltungslayout mit derSchere ausschneiden (Vorder-seite der Holzplatte). Ebensoverfahren mit der Spielanleitungfür die Rückseite.

• Schaltungslayout und Spielan-leitung auf die Holzplatte kleben.

• Die Reißzwecken an den vorgese-henen Stellen im Schaltungsplaneinschlagen.

• Alle Reißzweckenköpfeverzinnen.

• Die Anschlussfahnen derSchiebeschalter werden mit einerschmalen Flachzange umgebo-

gen. Zuerst die obere Anschluss-fahne nach rechts, danach diedarunter liegende Anschluss-fahne nach links usw.

• Alle Anschlussfahnen der Schal-ter jeweils von oben und untenverzinnen.

• Schalter 1 bis 4 einlöten.

• Drahtbrücken biegen und auf diepassende Länge schneiden.

• Nacheinander Drahtbrücken,Widerstand, Leuchtdiode,Batterieclip einlöten.Batteriehalterung aufschrauben.

• Funktionstest undFehlersuche



Die elektrische Mühle

Das Brettspiel Mühle ist über3 000 Jahre alt und begeisterteschon im alten Ägypten dieAngehörigen der Oberschicht.Archäologische Funde auf mehre-ren Kontinenten belegen, dassdieses Spiel bereits vor Jahrhun-derten weltweit bekannt war.Es gibt viele Spielvarianten undeine besondere ist die elektrischeMühle, die in der Lern WerkstattTechnik in Berlin entwickeltwurde.

Als Selbstbaugerät für Kinder undJugendliche gedacht, müssen so-wohl Schaltungsprinzip als auchVerdrahtung, Gehäuse und äußereGestaltung ihrem Kenntnisstand undden handwerklichen FähigkeitenRechnung tragen. Deshalb werdennur Bauelemente und Komponentenverwendet, deren Funktionsprinzipbereits für Kinder im Grundschulalterdurchschaubar ist. Der einfacheStromkreis ist z.B. Bestandteil desThemas „Energie und Beleuchtung“,das im Sachkundeunterricht derKlassenstufe 3 behandelt wird.Hier lernen die Schülerinnen undSchüler die wichtigsten Elementeund deren Aufgaben kennen:die Batterie als Stromlieferant, dieGlühlampe als Stromverbraucher,den Draht als Stromleiter.Des Weiteren erarbeiten sie sich impraktischen Experiment die Erkennt-nis, dass Strom nur im geschlosse-nen Kreis fließen kann. Wird derDraht an einer beliebigen Stelle un-terbrochen, geht die Glühlampe aus,verbindet man ihn wieder, leuchtetsie erneut auf. Das elektrische Müh-

kreise gebildet werden, die beide die-selbe Spannungsquelle nutzen. ImMuster gibt es einen „roten“ und ei-nen „grünen“ Stromkreis, ihre Be-zeichnung wird aus der Farbe desjeweils eingesetzten Glühlämpchensabgeleitet. Beide Kreise sind an meh-reren Stellen unterbrochen.Sie bestehen aus einzelnen Leiter-stückchen, deren Enden an Telefon-buchsen angeschlossen werden. Mit-tels Steckverbindern sind diese zueinem geschlossenen Stromkreis zuverbinden.Abbildung 1 zeigt das Schaltungs-Layout, das Bestandteil des Vorder-seiten-Layouts ist.Eine Kopie des Layouts wird als An-körn- und Bohrschablone für die Her-stellung der Durchbrüche fürTelefonbuchsen und Glühlämpchenbenutzt. Der Spielträger besteht auseinem Holzgehäuse, das je nachGeschicklichkeitsgrad und Fach-kenntnissen – sowie in Abhängigkeitvom vorhandenen Werkzeugpark –nach unterschiedlichenTechnologien angefertigt werdenkann. Vom stumpfen Zusammenna-

lespiel verwendet diese elementarenZusammenhänge zur Umsetzung derSpielidee gewissermaßen „imDoppelpack“ – indem zwei Strom-

geln oder –schrauben der Bretter biszum nach allen Regeln des Tischler-handwerks hergestellten Pracht-stück ist alles möglich.

Das elektrische Mühlespiel(Vorderansicht)



MATERIALBAUANLEITUNG

• Rahmenleisten zuschneiden, miteiner Nut zur Aufnahme derVorderseite (Frontplatte) versehenund miteinander verkleben.

• Die Rückseite wird im Rahmenan eingeklebte Holzträger (Abb. 2)mittels Schrauben befestigt. Sokann der Innenraum für Batterie-wechsel oder eventuelle Repara-turen problemlos geöffnet undwieder verschlossen werden.

• Die Verdrahtung der elektrischenSchaltung erfolgt auf der Rücksei-te der Frontplatte.

SPIELREGEL

Das elektrische Mühlespiel wird vonzwei Spielern gespielt, die versu-chen, jeweils „ihren“ Stromkreis zuschließen, was durch das Aufleuch-ten des entsprechenden Lämpchensangezeigt wird. Wer das schafft, hat

1 Vorderseiten-Layout mitSchaltung 297 x 210 mm

27 Telefonbuchsen (passendzu 4-mm-Steckern, M-6-Gewinde)

8 rote Bananenstecker,4 mm Durchmesser oder4 rote Steckverbinder

8 grüne Bananenstecker,4 mm Durchmesser oder4 grüne Steckverbinder

1 Glühlampe 3,5 V/0,2 A(rot)

1 Glühlampe 3,5 V/0,2 A(grün)

2 Glühlampenfassungen E10 (mit je 2 Befestigungs-laschen)

1 4,5-V-Flachbatterie

2 Batterieklemmen

2 m Schaltdraht, 0,5 mmDurchmesser

0,5 m Schaltdraht, 1 mmDurchmesser

1 Sperrholzplatte 297 x 210x 3 mm (Frontplatte)

1 Sperrholzplatte 292 x 201x 3 mm (Bodenplatte)

2 Holzleisten 330 x 40 x8 mm (Rahmenleisten)

2 Holzleisten 240 x 40 x8 mm (Rahmenleisten)

6 Holzleisten 28 x 14 x14 mm (Halterungen fürBodenplatte)

Holzschrauben, Kleber,Bindemittel

•Um Anschlussfehler zu vermeiden,empfiehlt es sich, eine Kopie desVorderseiten-Layouts als Schalt-skizze zu verwenden. Da sowohlan den Telefonbuchsen als auchan den Glühlämpchen dieKontakte durch Schraubenhergestellt werden können,benötigt man nicht einmal einenLötkolben, falls man überBatterieklemmen mit Schraub-kontakten für die 4,5-V-Flach-batterie verfügt.

• Als Steckverbinder sind fertigeStecker im Elektronik-Fachhandelzu erwerben oder kostengünstigerselbst herzustellen. Dazu besorgtman sich 8 grüne und 8 roteBananenstecker, von denenjeweils zwei durch stärkerenKupferdraht (mindestens 1 mmDurchmesser) miteinanderverbunden werden. Der Abstandder verbundenen Bananensteckerbeträgt ca. 19 mm.

gewonnen. Deshalb wird der Gegen-spieler alles versuchen, diesen Zu-stand zu verhindern.Zu Beginn erhält jeder Spieler vierSteckverbinder in „seiner“ Farbe. DieSteckverbinder werden abwechselnd

beliebig gesetzt. Sind alle Verbinderim Spiel, sind diese so lange abwech-selnd zu versetzen, bis es einem derSpieler gelingt, seinen Stromkreis zuschließen.

Der kommerzielle Steckverbinder(links) und die Eigenbauvariante

So einfach gehts – der Bau eines Steckverbinders



MATERIAL

BAUANLEITUNG

• Zuschneiden von 6 quadrati-schen Holzleisten (etwa 20 x20 x 300 mm) und 13 Rundstä-ben aus Metall oder Holz (vonetwa 5 mm Durchmesser und300 mm Länge).

Die Raummühle

Die Raummühle ist eine Weiterent-wicklung des Mühlespiels undfolgt seinen Grundregeln. Durchdas Hinzufügen einer weiterenDimension lässt es wesentlichmehr Kombinationsmöglichkeitenzu. Spielend schulen die Beteilig-ten ihr Raumgefühl und ihreKombinationsfähigkeit. Feldersind schwarz markierte Ringe aufneun Rundstäben. Es ist möglich,auf allen Ebenen und DiagonalenMühlen zu bauen. Die Spielervereinbaren vorher, ob alle Gera-den bzw. die Geraden bestimmterEbenen bzw. bestimmter Diagona-len zum Mühlenbau zugelassensind. Auf diese Weise kann derSchwierigkeitsgrad den Erfahrun-gen der Spieler angepasst werden.

6 Holzleisten(20 x 20 x 300 mm)

13 Rundstäbe aus Holz∅ 5 mm,

Länge: je 300 mm

18 Wäscheklammern

Holzleim

schwarze Farbe oderschwarzes Klebeband

Farbe zur Markierungder Wäscheklammern,

z.B. grün und rot

• Holzleisten mit den Bohrungenim Durchmesser von 5 mmversehen (siehe Abb.).

• Rundhölzer in die Bohrungeneinstecken (evtl. zur Stabilisie-rung einkleben mit Holzleim).

• Als Spielsteine können Wäsche-klammern verwendet werden.

• Die neun Rundstäbe sind mitjeweils drei schwarzen Markierun-gen zu versehen.



MATERIAL

DIE THEORIE

Das oben beschriebene Prinzip wird„goldene Regel der Mechanik“ ge-nannt und bedeutet formal: Arbeit =Kraft x Weg. Da die Arbeit, den gro-ßen Klotz auf eine bestimmte Höhezu heben, konstant ist, muss manbei unserem Flaschenzug nur einViertel der ursprünglich nötigen Kraftaufwenden (viermal leichterer klei-ner Klotz), der Weg des Seiles istdafür jedoch viermal länger (sieheBild). Der Faktor, um den sich dieKraft verringert und der Weg verlän-gert, ist gleich der Anzahl der tragen-den Seile (im Modell also 4). Daskann man sich so erklären: Die Kraftder Last (blau) wird auf die 4 Haltes-eile aufgeteilt (rot/grün), man ziehtjedoch nur an einem (grün) von die-sen Seilen, so dass die Kraft nur einViertel beträgt.

Der Flaschenzug

Der Flaschenzug ist eine sehr alteErfindung der Menschheit, dieschon früh den Menschen gehol-fen hat, Kraft einzusparen. Heutefindet man ihn hauptsächlich aufKränen im Einsatz. Aber wie auchsonst im Leben gibt es nichtsumsonst und so gilt: „Was man anKraft spart, muss man an Wegzulegen“. Das Modell schult nichtnur die handwerklichen Fähigkei-ten, sondern macht diesen grund-legenden mechanischen Sachver-halt erlebbar.

2 x Buchen-Schnurlaufräder∅ 20 mm (bestellen unterwww.opitec.de,Art.-Nr. 601.076)

2 x Buchen-Schnurlaufräder∅ 30 mm (bestellen unterwww.opitec.de, Art.-Nr.601.087)

4 x Rundstab∅ 4 x 18 mm

4 x Holzleiste ca.7 x 3 x 60 mm





1 x Holzbrett ca.20 x 100 x 150 mm

2 x Ringschraube10 x 3 mm

2 x Schraubhaken 15 mm

1 x Schnur ca.∅ 2 x 1400 mm

BAUANLEITUNG

• Zuschnitt aller LeistenLeiste A: 10 x 10 x 140 mmLeiste B: 10 x 10 x 400 mmLeiste C: 10 x 10 x 100 mmLeiste D: 7 x 3 x 60 mm (4 x)Leiste E: 7 x 3 x 18 mm (4 x)

• Zuschneiden der Grundplatte15 x 100 x 150 mm

• Schleifen aller Kanten der Leistenund der Grundplatte mit Schmir-gelpapier.

• Bohren ∅ 9 mm in der Grundplat-te mit einem Abstand von10 mm vom Rand, danachEinpassen der Leiste 10 x 10 x400 mm. Dazu wird ein Ende derLeiste in einer Länge von 15 mmrund gefeilt, bis das Ende straff indie Bohrung der Grundplattepasst.

• Bohren der Teile D(je 2 x ∅ 4 mm) im Abstand von30 mm.

• Montage der Teile A, B und C(Kleben mit Holzkaltleim).

• Zwei Teile D und zwei Teile Ewerden zur Aufnahme derSchnurlaufräder zusammenge-klebt.Die Verteilung der Kraft

• Einpassen der 4 Schnurlaufräderin die zwei Holzrahmen mit Hilfeder Rundstäbe (∅ 4 mm, 18 mmLänge).Die Rundstäbe werden in dieBohrungen der Teile D eingescho-ben.

Einschrauben der 4 Haken(1 Schraubhaken in Teil A, 1Schraubhaken in die untereFlasche);Einschrauben der beiden Ring-haken in die obere Flasche (sieheAbb.).

• Einfädeln des Fadens (s. Abb.).

HINWEIS: Unbedingt dieTrocknungszeiten beimLeimen beachten!


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ImpressumHerausgeber: Technischer Jugendfreizeit- und Bildungsverein (tjfbv) e.V.,Geschäftsstelle: Grundschule am Brandenburger Tor, Wilhelmstraße 52, 10117 BerlinTel. (030) 9 79 91 30, Fax (030) 97 99 13 22, [email protected]: Thomas Hänsgen (V.i.S.P.), Sieghard Scheffczyk, Dr. Carmen KunstmannLayout: Journalisten&Grafikbüro am Comeniusplatz, Gabriele Lattke, Tel.: (030) 2 79 37 68 | Druck: Druckerei THIEME, Meißen

wird gefördert vom Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend und dem Europäischen Sozialfonds (ESF).

INFO & KONTAKT Spiele erfinden und Spiele bauen,das ist ein interessanter Ansatz füreine lebendige Kinder- und Jugend-arbeit.Wer sich auf diesem Gebiet informie-ren und ausprobieren will, kann dieAngebote der Lern Werkstatt Technikdes „tjfbv e.V. in Berlin im Rahmenvon Fortbildungsveranstaltungennutzen.

Knobeln, bauen und konstruieren

Informationen zumLeistungsangebot und zu

allen Organisationsfragen:Tel. (030) 979 91 32 31

Fax (030) 97 99 13 22www.tjfbv.de

[email protected]:

Manfred Bisanz

Pippa & Ian Howes„Kreisel & Co. Spielen wie

in alten Zeiten“Bechtermünz Verlag

ISBN 3-8289-2322-4

Adolf Gähwiler„Wasser und Wind“

Bausteine für das WerkenVerlag der Zürcher

KantonalenMittelstufenkonferenz

ISBN 390823610X

Peter Gissy & EvaRönnblom

„Das bau ich mir“Bechtermünz Verlag

ISBN 3-8289-5961-X

Dieter Rex„Das farbige

Bastel- und Werkbuch“Verlag BassermannISBN 3-8094-0597

LITERATURHINWEISE

„Die Fähigkeit,Ideen zu entwickeln“ –Kreativkurs SpielzeugbauIm Seminar geht es um selbst orga-nisiertes, entdeckendes Lernen inder Lern Werkstatt Technik.

Für Multiplikatoren der Jugendhilfe,also für Praxisanleiter, stehen in ei-ner Werkstatt für eigene ProjekteSeminarräume, PC-Internet-Arbeits-plätze, eine Werkstatt mit über 40nach neuesten Gesichtspunkten ein-gerichteten Arbeitsplätzen mit Werk-zeugen und Maschinen sowie Bera-tung zur Verfügung. Die multifunktio-nalen Räume mit modernster

Tagungstechnik können auf Anfragefür Seminare, Workshops, Schulun-gen, Ausstellungen, Methoden-messen u.a. genutzt werden.Die Werkstätten sind für denErfahrungstransfer mit einer Metho-densammlung ausgestattet und inte-ressant gestaltet.

A U S D E M A K T U E L L E N A N G E B O T S K A T A L O GIdeenwerkstatt –Bastelspaßmit AlltagsmaterialienUtopische Flugmodelle, Fahrzeugemit unterschiedlichen Antrieben, Ro-boter, Knobel- und Geschick-lichkeitsspiele, Klangspiele, Mobiles,Schmuck, Dekorationen … – derFantasie sind keine Grenzen gesetzt,um aus Recycling-Materialien kreativNützliches entstehen zu lassen.Im Workshop entwickeln die Teilneh-mer/-innen aus verschiedenen Mate-rialien Neues, erproben es selbstund nehmen einen Koffer vollerIdeen mit.

InternationaleKinderspiele – selbstgebautDas Spielen ist ein Bindeglied zwi-schen Lebensernst und Lebensfreu-de, zwischen Visionen, Träumen undRealität. Spiele geben Einblick in dasLeben, Denken, Fühlen und Handelnvon Menschen in ihrer Kultur.Spiele kennen lernen, bauen undselbst erproben – verbunden mitselbst organisiertem Lernen und vie-len methodischen Anregungen kanndieser Kurs die Arbeit in der Kita, imHort oder in der Jugendarbeit berei-chern.Bestandteil des Kurses sind Internet-und andere Recherchen und ein um-fangreicher Werkstattanteil, bei demmethodische und handwerklicheKenntnisse beim Bau von Spielen vorallem aus Holz weiterentwickelt wer-den.

In einem Workshop werden die Ideendes Seminars umgesetzt, didakti-sche Spiele vorgestellt und in kreati-ven Gestaltungsübungen verschie-dene Technologien bei der Gestal-tung von Holzspielzeug und techni-schen Spielen entwickelt.Elektrische Mühle, Logikspiel „Fähr-mann, Wolf, Ziege, Kohlkopf“, Mag-netspiele, Knobel- und Geschick-lichkeitsspiele, Licht-Musik-Orgel …sie zu entwickeln, zu bauen, zu ge-stalten und damit zu spielen – dasist ein erfolgsversprechender Zugangfür das Heranführen jüngerer Kinderan das Handwerk, an die Technikbzw. an die Vermittlung von Kompe-tenzen im außerschulischen Bereich.Im Mittelpunkt des Kurses steht das„Wie?“, da Methodenkompetenzenim pädagogischen Alltag von Seiten-einsteigern oft nachgefragt werden.

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KONzepte der TEchnik in der PraXIS der Jugendhilfe ... · Sobald wir die Be- ... Stromkreis geschlossen und der ... • Zum Reiben kann man einen Bleistift oder ein anders Stück